KR920003740B1 - Cariesian coordinates type 3 dumensional measuring apparatus - Google Patents

Cariesian coordinates type 3 dumensional measuring apparatus Download PDF

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박원희
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Abstract

A high speed precision measurement arrangement for three- dimensional rectangular coordinates contains gentry type servo- pneunatic pressure drive modules for the X, Y and Z axes using CNC linear drive axes. CNC controllers control the drive motors of the three axes. A process computer transmits and receives the data to and from the CNC controllers and a contactless laser-optical measurement probe is attahced to the base of the Z axis drive module to measure the distance to the surface of a measurement object.

Description

3차원 직교좌표형 고속정밀 측정기3D Cartesian Coordinate High Speed Precision Measuring Machine

제 1 도는 본 발명의 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기의 구성을 보인 개략도.1 is a schematic view showing the configuration of a three-dimensional rectangular coordinate high speed precision measuring instrument of the present invention.

제 2 도는 제 1 도 3축 제어용 씨엔씨(CNC) 제어기의 구성을 보인 블록도.2 is a block diagram showing the configuration of the first three-axis control CNC controller (CNC).

제 3 도는 제 2 도 서어보 공압식 실린더의 구성 예시도.3 is a view illustrating the configuration of a second-pneumatic servo cylinder.

제 4 도는 제 1 도 레이저 광학식 비접촉 측정프로브의 구성을 보인 블록도4 is a block diagram showing the configuration of the first optical laser non-contact measuring probe

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 프로세스 컴퓨터 2 : 3축제어용 CNC제어기1: process computer 2: CNC controller for 3-axis control

3, 4 : 서어보 공압식 X축 구동모듈 5 : 서어보 공압식 Y축 구동모듈3, 4: Servo pneumatic X axis drive module 5: Servo pneumatic Y axis drive module

6 : 서어보 공압식 Z축 구동모듈 7 : 레이저 광학식 비접촉 측정프로브6: Servo pneumatic Z-axis drive module 7: Laser optical non-contact measuring probe

8 : 피측정물 10 : 호스트 컴퓨터8: measured object 10: host computer

11 : 신호 인터페이스부11: signal interface unit

21, 22, 23 : X, Y, Z축용 CNC위치제어기21, 22, 23: CNC position controller for X, Y, Z axis

24-26 : 전기공압식 서어보밸브 27-29 : 서어보 공압식 실린더24-26: Electro-pneumatic servo valve 27-29: Servo pneumatic cylinder

30, 31, 32 : X, Y, Z 축용 직선측정기 33 : 측정신호 처리기30, 31, 32: linear measuring instrument for X, Y, Z axis 33: measuring signal processor

71 : 레이저 광원 72 : 시준렌즈71: laser light source 72: collimation lens

73 : 집광렌즈 74 : 화상감지기73: condenser lens 74: image sensor

본 발명은 금형과 같은 정밀가공물의 자유곡면 형상을 비접촉식으로 스캐닝 측정하는 3차원 직교좌표형 정밀측정기에 관한 것으로, 특히 서어보 공압식 씨엔씨(Computerized Numerical Control; CNC)제어 구동장치와 공학식 비접촉 측정 프로브를 이용하여 자유곡면의 형상을 자동으로 정밀 측정할 수 있게한 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional orthogonal coordinate type precision measuring device for non-contact scanning scanning measurement of a free-form surface of a precision workpiece such as a metal mold. In particular, a servo computerized Numerical Control (CNC) control driving device and an engineering non-contact measuring probe are provided. The present invention relates to a three-dimensional orthogonal coordinate type high speed precision measuring instrument that can automatically measure the shape of a free curved surface using

일반적으로 금형과 같은 정밀가공물의 형상을 측정하는데에는 3차원 직교좌표형 정밀측정기를 사용한다. 그리고 3차원 정밀측정을 자동으로 수행시키고자할 경우에는 제트(Z)축 하단에 부착되는 측정 프로브(probe)의 경로를 수치제어(NC) 프로그램에 의하여 설정할 수 있어야 한다. 즉, NC제어가 가능한 구동장치에 의하여 측정 프로브를 이동시키는 기능이 갖추어진 CNC제어측정기가 요구되는데, 이러한 CNC제어 3차원 정밀측정기의 구동에는 주로 전기식 서어보 제어 구동장치가 사용되고 있다. 또한, 직류 서어보 모우터와 같은 전기식 서어보 구동장치는 회전구동을 하므로 3차원 직교좌표측정기에 요구되는 직선구동을 실형시키기 위해서는 회전구동을 직선구동으로 감속, 변환시켜 주어야 하는 별도의 고가부품이 요구되는 결점이 있다.In general, a three-dimensional rectangular coordinate type precision measuring instrument is used to measure the shape of a precision workpiece such as a mold. And when 3D precision measurement is to be performed automatically, the path of the measuring probe attached to the lower part of the Z axis should be set by the numerical control program. In other words, a CNC control measuring instrument equipped with a function of moving a measurement probe by a driving device capable of NC control is required. An electric servo control driving device is mainly used for driving the CNC-controlled three-dimensional precision measuring instrument. In addition, since the electric servo drive device such as a DC servo motor rotates, a separate expensive part that needs to be decelerated and converted to a linear drive in order to realize a linear drive required for a 3D Cartesian coordinate measuring machine. There is a drawback that is required.

본 발명의 목적은 서어보 공압식 CNC제어 구동장치를 3차원 직교좌표 정밀측정기의 구동장치로 응용하고, 측정 프로브로서는 비접촉 상태에서 빠른 속도로 피측정물까지의 거리를 정밀측정할 수 있는 레이저 광학식 거리측정기를 이용함으로써 고속으로 가공물의 형상을 자동으로 정밀측정할 수 있는 3차원 직교좌표형 고속정밀 측정기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to apply a servo-pneumatic CNC control drive as a driving device of a three-dimensional Cartesian coordinate measuring device, and as a measuring probe laser optical distance that can accurately measure the distance to the measurement object at high speed in a non-contact state The present invention provides a three-dimensional orthogonal coordinate type high speed precision measuring instrument that can automatically and precisely measure the shape of a workpiece at high speed.

이러한 목적을 가지는 본 발명은 서어보 공압식 CNC제어 구동장치는 공압실린더를 사용함으로써 직접 직선 구동을 수행할 수 있고, 중량당 출력비가 높기때문에 가속 및 감속이 빠르며, 모듈화 및 경량화에 의하여 3차원직교좌표계의 구동시스템을 구성하기가 매우 용이하게 되며, 또한 구동속도가 매우 높으므로 고속으로 측정 프로브를 이동시킬 수 있게 된다.According to the present invention having the above object, the servo-pneumatic CNC-controlled driving device can directly perform linear driving by using a pneumatic cylinder, and the acceleration and deceleration is fast because the output ratio per weight is high, and the three-dimensional rectangular coordinate system by modularization and light weight It is very easy to configure the drive system of the and also the drive speed is very high, it is possible to move the measurement probe at high speed.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.This invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

제 1 도는 본 발명의 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이 CNC제어 직선 구동축들을 이용하여 겐트리(Gentry)형으로 구성한 서어보 공압식 X축, Y축, Z축 구동모듈(3, 4), (5), (6)과, 이 X축, Y축, Z축 구동모듈(3, 4), (5), (6)의 구동을 제어하는 3축제어용 CNC제어기(2)와, 이 3축제어용 CNC제어기(2)와 데이타를 송, 수신하는 프로세스 컴퓨터(1)와, 상기 Z축 구동모듈(6)의 하부에 부착되어 피측정물(8)의 표면간의 거리를 측정하는 레이저 광학식 비접촉 측정 프로브(7)로 구성한 것으로, 상기에서 X축, Y축, Z축 구동모듈(3, 4), (5), (6)은 용도에 따라서 카르테시안(Cartesian)형으로도 구성할 수 있다.1 is a schematic view showing the configuration of the three-dimensional rectangular coordinate high speed precision measuring instrument of the present invention. As shown in this figure, a servo-pneumatic X-axis, Y-axis, Z-axis drive module (3, 4), (5), (6), and three-axis system for controlling the drive of the X-axis, Y-axis, Z-axis drive module (3, 4), (5), (6) The fish-controlled CNC controller 2, the 3-axis control CNC controller 2, a process computer 1 for transmitting and receiving data, and a lower part of the Z-axis drive module 6 are attached to the object to be measured 8. It consists of a laser optical non-contact measuring probe (7) for measuring the distance between the surfaces of the X-axis, Y-axis, Z-axis drive module (3, 4), (5), (6) is Cartesian according to the application It can also be configured as (Cartesian).

제 2 도는 제 1 도의 3축제어용 CNC제어기(2)의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 측정하고자 하는 가공물의 형상에 대한 전산데이터(CAD 데이타)로부터 측정 프로브(7)의 경로에 대한 직교좌표계 수치 프로그램을 생성하여 출력하는 호스트 컴퓨터(10)와, 이 호스트 컴퓨터(20)로부터 직교좌표계 수치 프로그램을 입력받거나, 측정프로브(7)의 측정경로에 대한 직교좌표계 수치 프로그램을 입력받아 그에 따른 X, Y, Z축 CNC제어신호를 출력하는 프로세스 컴퓨터(1)와, 신호 인터페이스부(11)를 통해 상기 프로세스 컴퓨터(1)로부터 X, Y, Z축 CNC제어신호를 입력받아 X, Y, Z축 CNC위치제어를 행하고, X, Y, Z축의 직선 측정값을 입력받아 상기 신호 인터페이스부(11)를 통해 상기 프로세스 컴퓨터(1)에 인가하는 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)와, 이 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)의 제어를 받아 작동되는 전기공압식 서어보밸브(24), (25), (26)와, 이 전기공압식 서어보밸브(24), (25), (26)의 작동에 의해 X, Y, Z축을 직선으로 이동시키는 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)와, 이 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)의 이동에 따른 X, Y, Z축의 직선값을 측정하여 상기 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)에 인가하는 X, Y, Z축용 직선측정기(Linear Scale)(30), (31), (32)와, 레이저 광학식 측정프로브(7)로부터의 측정신호를 처리한후 상기 신호인터페이스부(11)를 통해 상기 프로세스 컴퓨터(1)에 인가하는 측정신호처리기(33)로 구성한다.FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the CNC controller 2 for 3-axis control in FIG. 1, as shown in FIG. 2, from the computational data (CAD data) of the shape of the workpiece to be measured to the path of the measuring probe 7; The host computer 10 for generating and outputting the numerical coordinate program for the rectangular coordinate system, and receives the rectangular coordinate system numerical program from the host computer 20, or receives the rectangular coordinate system numerical program for the measurement path of the measurement probe 7 Process computer 1 for outputting the X, Y, Z axis CNC control signal according to the X, Y, Z axis CNC control signal from the process computer 1 through the signal interface unit 11, X, Y CNC position control for the X, Y, and Z axes, and the X, Y, and Z axis CNC position controllers 21 which receive linear measurement values of the X, Y, and Z axes and apply them to the process computer 1 through the signal interface unit 11. ), (22), (23) and this X, Y, Z Electro-pneumatic servo valves 24, 25, and 26 operated under the control of the CNC position controllers 21, 22, and 23, and the electro-pneumatic servo valves 24, ( Servo pneumatic cylinders 27, 28 and 29 which move the X, Y and Z axes in a straight line by the operations of 25 and 26, and these servo pneumatic cylinders 27 and 28, Linear measuring device for X, Y, and Z axes to measure the linear values of X, Y, and Z axes according to the movement of (29) and apply them to the CNC position controllers 21, 22, and 23 for the X, Y, and Z axes. (Linear Scale) 30, 31, 32 and the measurement signal from the laser optical measuring probe 7 are processed and applied to the process computer 1 through the signal interface unit 11. It consists of a measurement signal processor 33.

제 3 도는 제 2 도 서어보 공압식 실린더(27)의 구성예시도로서, 이에 도시한 바와같이 서어보 공압식 실린더(27)는 로드가 없는 복동실린더이고, 전기공압식 서어보밸브(24)의 작동에 따라 피스톤(274)이 그 서어보 공압식 실린더(27)의 내부를 직선 이동하고, 이때 그 피스톤(274)의 이동에 따라 강철벨트(272) 및 풀리(271)에 의해 케리지(273)를 이동시켜 그 피스톤(274)의 이동량을 X축용 직선측정기(30)에 의해 측정할 수 있게 구성한 것으로, 서어보 공압식 실린더(28), (29)도 상기 서어보 공압식 실린더(27)와 동일하게 구성한다.FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the servo-pneumatic cylinder 27 in FIG. 2. As shown therein, the servo-pneumatic cylinder 27 is a double-acting cylinder without a rod, and is used to operate the electro-pneumatic servo valve 24. Accordingly, the piston 274 linearly moves the inside of the servo pneumatic cylinder 27. At this time, the carriage 273 is moved by the steel belt 272 and the pulley 271 according to the movement of the piston 274. The movement amount of the piston 274 can be measured by the X-axis linear measuring instrument 30. The servo pneumatic cylinders 28 and 29 are also configured in the same manner as the servo pneumatic cylinder 27.

제 4 도는 제 1 도 레이저 광학식 비접촉 측정 프로브의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 레이저 레이저광을 발생하는 레이저 광원(71)과, 상기 레이저 광원(71)의 레이저를 피측정물(8)로 투사시키는 시준렌즈(72)와, 상기 피측정물(8)에서 반사된 레이저를 집속시키는 집광렌즈(73)와, 이 집광렌즈(73)에서 집속된 레이저에 의해 상(Image)을 맺어 그로부터 상기 측저신호처리기(33)에서 피측정물(8)의 상대적인 위치를 검출하게 하는 화상감지기(74)로 구성한 것으로, 이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.4 is a block diagram showing the configuration of a laser optical non-contact measurement probe of FIG. 1, wherein the laser light source 71 for generating the laser laser light and the laser beam of the laser light source 71 are measured as shown in FIG. 8) a collimating lens 72 for projecting the light, a condensing lens 73 for focusing the laser reflected by the object 8, and a laser focused on the condensing lens 73. Consisting of the image sensor 74 to detect the relative position of the object 8 to be measured from the bottom signal processor 33, the operation and effect of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

호스트 컴퓨터(2)에서 직교좌표계 수치프로그램에 따른 X, Y, Z축 위치 명령신호를 신호 인터페이스부(11)를 통해 출력하여 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)에 각기 인가하면, X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)에서는 그 X, Y, Z축 CNC제어신호에 따른 X, Y, Z축 위치 제어신호를 각기 출력하여 전기공압식 서어보밸브(24), (25), (26)를 각기 작동시킴으로써 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)가 구동되고, 이에따라 레이저 광학식 측정 프로브(7)가 상기 직교좌표계 수치 프로그램에 따른 소정위치로 이동하게 된다. 즉, X축용 CNC위치제어기(21)에서 X축 위치제어신호를 출력하여 전기 공압식 서어보밸브(24)의 공기 흐름 방향을 결정함으로써 서어보 공압식 실린더(27)의 피스톤(274)이 좌 또는 우방향으로 이동된다. 일예로, X축용 CNC위치제어기(21)의 제어에 의해 공기가 전기공압식 서어보밸브(24)에서 서어보 공압식 실린더(27)의 좌측으로 유입되는 경우에는 그의 내부 피스톤(274)이 우측으로 직선이동되고, 반대로, 전기공압식 서어보밸브(24)에서 서어보 공압식 실린더(27)의 우측으로 공기가 유입되는 경우에는 그의 피스톤(274)이 좌측으로 이동된다. 이와같이 서어보 공압식 실린더(27)의 피스톤(274)이 우측 또는 좌측방향으로 이동되어 서어보 공압식 X축 구동모듈(3)의 위치가 결정된다. 또한, 상기 서어보 공압식 실린더(27)내의 피스톤(274)이 좌측 또는 우측 방향으로 이동함에 따라 강철벨트(272) 및 풀리(271)에 의해 캐리지(273)도 이동되어 피스톤(274)의 이동량이 X축용 직성측정기(30)에서 측정된다.From the host computer 2, the X, Y, Z axis position command signal according to the rectangular coordinate system numerical program is output through the signal interface unit 11, and the CNC position controllers 21, 22, (22) for the X, Y, and Z axes ( 23), the X, Y, Z axis CNC position controllers 21, 22, and 23 respectively provide X, Y, Z axis position control signals according to the X, Y, Z axis CNC control signals. By respectively outputting and operating the electropneumatic servo valves 24, 25, and 26, respectively, the servopneumatic cylinders 27, 28, and 29 are driven, and thus the laser optical measuring probe 7 Is moved to a predetermined position according to the rectangular coordinate system numerical program. That is, the piston 274 of the servo pneumatic cylinder 27 is left or right by outputting the X-axis position control signal from the X-axis CNC position controller 21 to determine the air flow direction of the electro-pneumatic servo valve 24. Is moved in the direction. For example, when the air flows into the left side of the servo pneumatic cylinder 27 from the electropneumatic servo valve 24 by the control of the CNC position controller 21 for the X axis, the inner piston 274 of the cylinder is straight to the right. On the contrary, when air flows into the right side of the servo pneumatic cylinder 27 from the electropneumatic servo valve 24, its piston 274 is moved to the left. Thus, the piston 274 of the servo pneumatic cylinder 27 is moved to the right or left direction to determine the position of the servo pneumatic X-axis drive module (3). In addition, as the piston 274 in the servo-pneumatic cylinder 27 moves in the left or right direction, the carriage 273 is also moved by the steel belt 272 and the pulley 271 to move the piston 274. It is measured in the X-axis loom meter 30.

이와같이 X축용 직선측정기(30)에서 측정된 X축의 직선 이동량은 X축용 CNC위치제어기(21)에 입력된 후 신호 인터페이스부(11)를 통해 프로세스 컴퓨터(1)에 인가된다.In this way, the linear movement amount of the X-axis measured by the X-axis linear measuring device 30 is input to the CNC position controller 21 for the X-axis and then applied to the process computer 1 through the signal interface unit 11.

마찬가지로, Y, Z축용 CNC위치제어기(22), (24)에서 Y, Z축 위치제어신호를 각기 출력하여 전기 공압식 서어보밸브(25), (26)의 공기흐름 방향을 결정함으로써 서어보 공압식 실린더(28), (29)의 내부 피스톤이 소정 방향으로 이동되어 서어보 공압식 Y, Z축 구동모듈(5), (6)의 위치가 결정되고, 이때 그 Y, Z축 이동량은 Y, Z축용 직선측정기(31), (32)에서 측정되어 Y, Z축용 CNC위치제어기(22), (23)에 입력된 후 신호인터페이스부(11)를 통해 프로세스 컴퓨터(1)에 인가된다.Similarly, the Y and Z axis CNC position controllers 22 and 24 respectively output Y and Z axis position control signals to determine the air flow direction of the electropneumatic servo valves 25 and 26. The internal pistons of the cylinders 28 and 29 are moved in a predetermined direction to determine the positions of the servo-pneumatic Y and Z axis drive modules 5 and 6, wherein the Y and Z axis movement amounts are Y and Z. It is measured by the linear measuring instruments 31 and 32 for the axes, inputted to the CNC position controllers 22 and 23 for the Y and Z axes, and then applied to the process computer 1 through the signal interface unit 11.

상기와 같이 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)의 구동에 의해 레이저 광학식 비접촉측정 프로브(7)가 상기 직교좌표계 수치 프로그램에 따른 소정위치로 이동하게 되고, 이때 X, Y, Z축의 실제 이동량은 상기의 설명에서와 같이 X, Y, Z축용 직선측정기(30), (31), (32)에서 측정되어 X, Y, Z축용 CNC제어기(21), (22), (23)를 각기 통한 후 신호 인터페이스부(11)르 다시 통해 프로세스 컴퓨터(1)에 인가되므로, 그 프로세스 컴퓨터(1)에서는 단위시간마다 레이저 광학식 비접촉 측정프로브(7)의 실제 이동량을 인식하여 기억시키게 된다.As described above, the laser optical non-contact measuring probe 7 is moved to a predetermined position according to the rectangular coordinate numerical program by driving the servo-pneumatic cylinders 27, 28, and 29. In this case, X, Y, The actual movement amount of the Z axis is measured by the linear measuring machines 30, 31, and 32 for the X, Y, and Z axes as described above, and the CNC controllers 21, 22, and 22 for the X, Y, and Z axes ( Since the signal interface unit 11 is applied to the process computer 1 through the signal interface 11 again, the process computer 1 recognizes and stores the actual amount of movement of the laser optical non-contact measurement probe 7 every unit time. do.

한편, 이때 레이저 광원(72)에서 레이저 광이 발생되고, 이 레이저광은 시준렌즈)(72)를 통해 피측정물(8)로 투사되고, 이에 따라 그 피측정물(8)에서 반사된 레이저광은 집광렌즈(73)에서 집속된 후 화상감지기(74)에 인가되어 상을 맺게 되므로, 측정신호처리기(33)에서는 그 화상감지기(74)의 상의 위치로부터 피측정물(8)의 상대적인 위치를 검출하게 된다. 이 측정 신호처리기(33)에서 검출된 신호는 신호인터페이스부(11)를 통해 프로세스 컴퓨터(1)에 인가되므로 그 프로세스 컴퓨터(1)에서 피측정물(8)의 상대적인 위치를 인지할 수 있게 된다.On the other hand, at this time, laser light is generated from the laser light source 72, and the laser light is projected onto the object 8 through the collimating lens 72, and thus the laser beam reflected from the object 8 is measured. Since the light is focused by the condenser lens 73 and applied to the image sensor 74 to form an image, in the measurement signal processor 33, the relative position of the object 8 to be measured from the position of the image sensor 74 is measured. Will be detected. The signal detected by the measurement signal processor 33 is applied to the process computer 1 through the signal interface unit 11, so that the relative position of the object to be measured 8 can be recognized by the process computer 1. .

이와같이 프로세스 컴퓨터(1)에서 X, Y, Z축용 직선측정기(30), (31), (32)에 의한 실제의 좌표를 읽어들이고, 레이저 광학식 비접촉 측정프로브(7)에 의해 측정된 피측정물(8)의 표면간의 실제거리를 읽어들임으로써 이들 측정수치를 일련의 측정데이타 매트릭스로 기억장치에 기억시키고, 그 기억시킨 측정데이타를 이용하여 가공오차, 형상오차등을 평가하는 프로그램을 별도로 수행함으로써 피측정물(8)의 형상을 정밀측정할 수 있게 된다.In this way, the measured object measured by the laser optical non-contact measuring probe 7 by reading the actual coordinates by the linear measuring devices 30, 31, and 32 for the X, Y, and Z axes in the process computer 1. By reading the actual distance between the surfaces of (8), these measurement values are stored in the storage device as a series of measurement data matrices, and a separate program for evaluating machining and shape errors is performed using the stored measurement data. The shape of the object 8 can be precisely measured.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 3차원 직교좌표형 정밀측정기에 요구되는 측정프로브의 직선구동에 직선측정기가 내장된 CNC위치제어식 공압실린더를 이용함으로써 위치제어 정밀도가 보장되고, 시스템 구성이 용이하게 되어 구조가 간단해지고, 가격이 저렴해지며, 또한 레이저 광학식 측정프로브(7)를 사용함으로써 측정 정밀도를 높일 수 있으며, 측정거리의 범위도 비교적 넓게 설정할 수 있게 되어, 고속 정밀측정이 가능해지고, 대형가공물의 신속한 측정에 적합하게 되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention uses a CNC position-controlled pneumatic cylinder with a linear measuring device to linearly drive a measuring probe required for a three-dimensional rectangular coordinate precision measuring device, thereby ensuring position control accuracy and easily constructing a system. As a result, the structure is simple, the cost is low, and the laser optical measuring probe 7 can be used to increase the measurement accuracy, and the range of the measurement distance can be set relatively wide, so that high-speed precision measurement is possible, There is an effect to be suitable for the rapid measurement of the workpiece.

Claims (3)

CNC제어 직선 구동축들을 이용하여 겐트리형으로 구성한 서어보 공압식 X, Y, Z축 구동모듈(3, 4), (5), (6)과, 이 X, Y, Z축 구동모듈(3, 4), (5), (6)의 구동을 제어하는 3축제어용 CNC제어기(2)와, 이 3축제어용 CNC제어기(2)와 데이타를 송, 수신하는 프로세스 컴퓨터(1)와, 상기 Z축구동모듈(6)의 하부에 부착되어 피측정물(8)의 표면간의 거리를 측정하는 레이저 광학식 비접촉 측정 프로브(7)로 구성하여된 것을 특징으로 하는 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기.Servo pneumatic X, Y, Z axis drive module (3, 4), (5), (6) and this X, Y, Z axis drive module (3, 4) ), (5) and (6), the 3-axis control CNC controller 2 for controlling the drive, the 3-axis control CNC controller 2, a process computer 1 for transmitting and receiving data, and the Z-axis. A three-dimensional orthogonal coordinate type high speed precision measuring instrument, characterized by comprising a laser optical non-contact measuring probe (7) attached to a lower portion of the copper module (6) to measure the distance between surfaces of the object to be measured (8). 제 1 항에 있어서, 프로세스 컴퓨터(1)로부터 신호 인터페이스부(11)를 통해 직교좌표계 수치 프로그램에 따른 X, Y, Z축 CNC제어신호를 입력받아 X, Y, Z축 CNC위치제어를 행하고, X, Y, Z축의 직선측정값을 입력받아 상기 신호 인터페이스부(11)를 통해 상기 프로세스 컴퓨터(1)에 인가하는 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)와, 이 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)의 제어를 받아 구동되는 전기공압식 서어보밸브(24), (25), (26)와, 이 전기공압식 서어보밸브(24), (25), (26)의 구동에 따라 X, Y, Z축을 직선으로 이동시키는 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)와, 이 서어보 공압식 실린더(27), (28), (29)의 이동에 따른 X, Y, Z축의 직선값을 측정하여 상기 X, Y, Z축용 CNC위치제어기(21), (22), (23)에 인가하는 X, Y, Z축용 직선측정기(30), (31), (32)와, 상기 레이저 광학시 측정프로브(7)에서 측정된 신호를 처리한 후 상기 신호 인터페이스부(11)를 통해 상기 프로세스 컴퓨터(1)에 인가하는 측정신호처리기(33)로 상기 3축제어용 CNC제어기(2)를 구성한 것을 특징으로 하는 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기.According to claim 1, the process computer 1 receives the X, Y, Z axis CNC control signals according to the Cartesian coordinate system numerical program through the signal interface unit 11 to perform the X, Y, Z axis CNC position control, CNC position controllers 21, 22, and 23 for the X, Y, and Z axes that receive linear measurement values of the X, Y, and Z axes and apply them to the process computer 1 through the signal interface unit 11. And electropneumatic servo valves 24, 25, and 26 driven under the control of the CNC position controllers 21, 22, and 23 for the X, Y, and Z axes. Servo pneumatic cylinders 27, 28 and 29 which move the X, Y and Z axes in a straight line in response to the driving of the servo valves 24, 25 and 26, and the servo pneumatic cylinders. Measuring the linear values of the X, Y and Z axes according to the movements of (27), (28) and (29) and applying them to the CNC position controllers 21, 22 and 23 for the X, Y and Z axes. X, Y, Z axis linear measuring instruments 30, 31, 32, and the laser optical measurement The 3-axis control CNC controller 2 is configured by a measurement signal processor 33 which processes the signal measured in (7) and then applies it to the process computer 1 through the signal interface unit 11. 3D Cartesian high speed precision measuring instrument. 제 2 항에 있어서, 레이저 광을 발생하는 레이저광원(71)과, 이 레이저광원(71)의 레이저광을 상기 피측정물(8)에 투사시키는 시준렌즈(72)와, 상기 피측정물(8)에서 반사된 레이저광을 집속시키는 집광렌즈(73)와, 이 집광렌즈(73)에서 집속된 레이저광에 의해 상을 맺어 그로부터 상기 측정신호처리기(33)에서 피측정물(8)의 상대적인 위치를 검출하게 화상 감지기(74)로 상기 레이저 광학식 비접촉 측정프로브(7)를 구성한 것을 특징으로 하는 3차원 직교좌표형 고속정밀측정기.The laser light source 71 according to claim 2, a collimating lens 72 for projecting the laser light of the laser light source 71 onto the measurement object 8, and the measurement object ( 8) an image is collected by a condensing lens 73 for focusing the laser beam reflected by the condensing laser beam and the laser beam condensed by the condensing lens 73, and the relative signal of the object 8 is measured by the measuring signal processor 33 therefrom. A three-dimensional rectangular coordinate type high speed precision measuring instrument comprising the laser optical non-contact measuring probe 7 configured by an image detector 74 to detect a position.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR960031966A (en) * 1995-02-28 1996-09-17 경주현 3D Measuring Machine
NL1003403C2 (en) * 1996-06-24 1998-01-07 Johan Massee Device for machining a workpiece.
NL1005318C2 (en) 1997-02-20 1998-08-24 Johan Massee Device for machining a workpiece, as well as methods for use with such a device.
US6518996B1 (en) * 1999-02-22 2003-02-11 Optical Gaging Products, Inc. Compact video inspection apparatus with Y, Z, X compounded measurement axes
DE10020842A1 (en) * 2000-04-28 2001-10-31 Zeiss Carl Coordinate measuring machine or machine tool
JP2018072222A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 オムロン株式会社 Control system, method for controlling the same, and program therefor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61124816A (en) * 1984-11-22 1986-06-12 Hitachi Ltd Non-contact type three-dimensional measuring apparatus

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